准东地区土壤重金属污染分析及其来源解析*

重金属是影响土壤肥力和土壤环境的重要因素之一。本文选取阜康地区东部的准东矿区为研究区,在测定土壤重金属含量的基础上,分析不同层的重金属的污染特征,采用因子分析-多元线性回归(FA-MLR)分析重金属的来源和各来源的贡献比率。结果表明:准东矿区土壤重金属Cu和Zn元素未出现重金属污染且发生亏损现象;Cr和Pb元素存在轻微重金属污染且有轻微富集;As和Hg元素出现较为严重的重金属污染发生重度富集。FA-MLR分析表明,准东矿区90.31%的Hg来源于煤炭燃烧,43.5%的Pb来源于交通运输,21.69%的As来源于大气降尘,Cu和Cr的主要来源为煤尘,其贡献率分别为63.29%和83.67%,其中30.67%的Cu来源于土壤母质,76.01%的Zn来源于土壤母质。准东矿区主要重金属元素贡献率由高到低的来源依次是煤炭燃烧、煤尘、土壤母质、交通运输和大气降尘。除Zn以外的土壤重金属还存在未知来源。FA-MLR成功地模拟了准东矿区土壤重金属的来源,并给出各来源的贡献率,能为准东矿区重金属污染防治提供有益参考。     

重要风险区域土壤重金属污染特征及来源分析

以江汉平原西部为研究对象,采集研究区内不同风险类型的工业企业、油田采矿区、规模化畜禽养殖场、集中式饮用水源地保护区等调查点周边的农用地土壤样品,分析6种重金属Cd、As、Cu、Hg、Pb、Cr的含量特征,采用单因子污染指数及内梅罗综合污染指数评价重金属污染程度,并运用主成分分析法探究重金属的来源。结果表明,江汉平原重要风险区域土壤重金属元素中Cd严重超标;工业企业周边土壤较其它风险区域污染更严重;Cd、Cr、Pb、Cu元素含量受人类活动影响,As主要受成土母质影响。     

某废弃铅锌选矿厂场地土壤重金属污染健康风险评估及其来源解析

以西北某废弃铅锌选矿厂为研究对象,分析场地土壤中Cu、Zn、Ni、As、Hg、Pb和Cd的含量变化及空间分布特征,对场地土壤进行健康风险评估,并通过主成分和相关性分析探究其来源途径。结果表明：Pb、As、Cd、Zn和Hg在场地土壤中均有不同程度超标,最大超标倍数分别为14.75、7.6、3.71、9.16和1.11,污染较严重的区域主要分布在生产车间、产品沉淀池、原料堆放区和产品堆放区,随着土壤深度的增加,超标重金属的含量均呈下降趋势。Cu、Zn、Ni、As、Pb和Cd的来源途径相同,可能与铅精粉和锌精粉的生产有关;Hg与其他重金属的来源途径无明显相关关系,可能是外来土壤造成的污染。根据场地健康风险评估结果,As、Pb和Cd超过了人体可接受风险水平,需尽快采取有效的修复手段和管控措施。     

新疆准东五彩湾煤田区不同深度土壤重金属污染评价、来源分析与空间分布特征

选择新疆准东煤田五彩湾露天煤矿区域作为研究区,对研究区周围的不同采样点的土壤样品进行采样及室内试验分析,测定了土壤中0-10cm、10-20cm、20-30cm三层土壤中的Hg、As、Zn、Cu、Cr、Pb六种重金属的含量,采用了多元统计分析、内梅罗综合污染指数法、地积累指数法,潜在生态危害指数法、主成分分析法、GIS空间插值和降尘重金属分析等方法对六种重金属在该区域的污染程度,空间分布特征,污染范围和等级,污染来源进行分析和评价。结果表明：从重金属含量上看,Hg、As、Cr三种元素的均值含量超过了新疆背景值,分别约为背景值的3.0倍、2.8倍和1.6倍。其中Zn和Cu相关性成线性正相关,相关系数较高,根据主成分分析可以确定这两种元素主要来源于土壤母质,Hg元素主要来源受人为因子影响,As、Cu、Cr元素不仅来源于土壤母质,也受人为因子影响。综合污染评价表明,Hg和As处于重度污染,其中Hg污染程度极重,Cr处于中度污染,Cu,Zn和Pb处于轻微污染状态。潜在生态风险表明,Hg处于较高生态风险,其他元素生态风险较低,该区域的潜在生态风险处于较高。从空间分析看,重金属高污染区域主要集中在矿区周边,公路附近和两个工业园区附近的区域,煤矿开采,运输,煤化工生产和能源工业等人类对土壤重金属的空间分布影响较大。     

某工业园周边农田土壤重金属污染特征及潜在风险评价

为探究某工业园周边农田土壤重金属污染及潜在风险状况,系统采集了园区周边农田15个表层土壤,通过测定土壤的pH及重金属Pb、Cu、Zn、Cd、Cr、Ni,并借助Pearson相关性分析和主成分分析等分析方法,及内梅罗指数法及Hakanson潜在风险评价指数法等评价方法,进一步揭示重金属的污染特征及潜在风险。研究结果表明：Pb、Cu、Zn和Cd的平均含量超过了我国农用地风险筛选值,Cd的平均含量甚至超过管制值,该地区土壤已不适合作为农用地用途;距离工业区较近的土壤中重金属浓度较高,研究区土壤中重金属污染来源与工业园关系密切;内梅罗综合指数污染法评价表明所有采样点的土壤均为重度污染,各金属元素的潜在风险指数从大到小依次为Cd＞Pb＞Cu＞Ni＞Cr＞Zn,其中Cd是对潜在生态风险指数贡献最大的金属元素。人体健康风险评估表明,Pb、V和As对人体造成非致癌风险的很显著,As存在很大可能的致癌风险。周边工矿活动等人为活动对土壤的重金属贡献份额达71.99%,自然源贡献为17.06%。整体来看,研究区土壤呈现极高生态风险水平,应当对该区域土壤污染采取一定的调控措施。     

准东露天煤矿土壤重金属的污染及空间分布特征分析

本文选择准东露天煤矿为研究区,对煤矿周围111个点进行了土壤样品的采集以及室内试验分析,采用了多元统计分析方法、地累积指数法、潜在生态风险指数法及GIS插值方法分别对Zn、Cu、Cr、Hg、As和Pb六种重金属元素在土壤中的含量,污染状况和空间分布特征进行了统计与插值分析。结果表明:土壤中重金属含量高低顺序为CrZnAsCuPbHg,从重金属含量平均值来看Cr、As和Hg含量分别超过了新疆背景值的1.3倍、13.0倍和3.1倍,国家二级标准值的1.0倍、4.0倍和3.0倍。土壤中Hg的变异系数较大,煤炭开采活动对Hg的影响比较明显。从相关性来看0.01水平上Zn和Cu,Cr和Pb呈线性正相关,相关系数为0.65、0.36,Zn和Cu被认为来自于土壤母质,Cr和Pb被认为主要来自于人为因子,Hg也是主要来自人为因子,As是来自于自然因子和人为因子。污染指数评价结果表明土壤Hg和As含量分别为重度和中度污染,而Zn、Cu、Cr、Pb含量比较低。生态风险评价结果表明了Cr、Zn、As、Cu和Pb处于低风险,Hg处于极重的生态风险。从重金属含量的空间分布情况来看煤田、工业区、生活区及周围地区、卡拉麦里山的南部和靠近沙漠地带土壤重金属含量比较高。     

县域生态地质调查土壤重金属污染评价及来源分析——以红安县为例

为探索县域生态地质调查中土壤重金属污染评价工作,选定湖北省红安县金沙湖和觅儿寺工业园两个重点调查区,系统采集740件表层土壤(0~20 cm)样品,测定Cu、Pb、Zn、Cr、Ni、Cd、As和Hg共8种重金属元素含量;采用单因子污染指数法和主成分分析法综合评价调查区土壤重金属污染情况及土壤重金属的主要来源。研究表明,①调查区上述8种重金属元素的平均含量分别为21.48、21.75、71.48、53.24、20.25、0.13、5.44 mg/kg,以湖北省土壤背景值和《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》为参考值,认为调查区Cu、Cr、Ni、Cd积累相对富集,超标点以轻微污染为主,其中Hg没有超出国家标准,而单个锰钴矿点出现重金属元素中度—重度污染。②重金属来源分为3类,即Cu、Cr和Ni主要来源于成土母质,属于自然来源;Pb和Hg主要来源于工农业污染,属于人为来源;As、Cd和Zn受到成土母质和工农业污染双重控制,属于混合来源。③重金属超标点空间分布规律存在明显差异,其中金沙湖调查区集中在高桥—永佳河基性—超基性混杂岩带,而觅儿寺调查区集中于工业园和锰钴矿化点周边。该研究能为红安县后期生态治理提供科学依据,并为其他县域生态地质调查提供借鉴参考。     

贵州某废弃铝厂土壤重金属污染特征及风险评价

以贵州某铝厂废弃场地表层土壤为研究对象,共采集26个土壤样品,采用电感耦合等离子体质谱仪和原子荧光光度计测定其Cd、Ni、Cr、Cu、Pb、Hg和As的含量,并采用单因子污染指数法和综合污染指数法评价了土壤重金属的污染状况,利用潜在生态危害指数法评价土壤重金属的生态风险。结果表明,研究区土壤中As和Cr平均含量超出《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB36600—2018)中第一类用地土壤污染风险筛选值和管制值,平均含量是土壤污染风险筛选值和管制值的38.5倍和3.85倍,超标率均为100%,其中Cr污染最严重,处于重度污染水平。内梅罗综合污染指数PN值为27.54,表明研究区土壤处于重度污染,其中以Cr污染贡献最大。研究区土壤中As、Cd、Pb、Hg和Ni等5种重金属的变异系数均大于30%,为强变异,表明研究区土壤重金属受人为活动影响较大。地累积指数评价结果表明,Hg的地累积指数在2～3之间,处于重度污染水平;潜在生态危害指数评价结果表明,Hg的潜在生态风险很高,极强和很强生态风险样品点数分别占总样点数的30.8%和53.8%,综合潜在生态危害指数(RI)结果表明研究区土壤中重金属污染处于较强的生态风险程度。     

矿山尾砂土壤重金属污染及形态分析

通过对矿山周边不同层次土壤采样提取,分析土壤中重金属污染程度及形态,结果表明,在上层土壤中重金属的污染扩散情况较为严重,且多以残渣态为主;根据土壤中重金属污染程度及形态,对矿山尾砂土壤重金属污染治理与防范提出了合理建议。     

金川矿区土壤重金属污染环境评价

金昌是我国重要的镍铜生产基地,然而矿山的开发活动对矿区及周围地区造成可很严重的土壤重金属污染。本文以金川矿区为主要调查区,测定了矿山及周边土壤的重金属含量,采用单因子污染指数、内梅罗指数、改进内梅罗指数和潜在生态风险指数4中评价方法对调查区进行重金属污染评价,结果表明调查区内二矿区及周边的铁路和工业厂区受到一定的污染,其他地区并未受到污染,矿山的开采和矿石的运输是造成调查区土壤重金属污染污染的主要原因。     

煤矸石堆场周围土壤重金属污染特征分析与评价

本文红沙泉露天煤矿作为研究区,采取描述统计,主成分分析和污染评价方法,对煤矸石堆场周围不同距离土壤中Zn、Cu、Cr、Hg、As和Pb的含量和及其污染特征进行分析与评价。结果表明：土壤中Cr和As含量超过了新疆背景值分别为2.15和2.31倍,国家标准值1.74倍和2.31倍。土壤中Hg含量超过了新疆背景值,低于国家标准值。土壤重金属含量的大小顺序分别为Cr > Zn > As > Cu > Pb >Hg。土壤重金属含量相关性来看,P < 0.01水平上Zn和Cu呈显著性正相关,这两个元素来自于土壤母质。因子2主要由Cr和As组成,来自于人为因素。P < 0.01水平上Hg和Pb具有较好的相关性（相关系数0.46）,来自于煤矸石堆场。土壤重金属含量在不同距离上的分布来看,Zn和Cu含量分布的比较均匀,Cr和As含量在不同距离中的分布没有一定的规律,煤矸石堆场对周围土壤中Hg和Pb的影响范围为50 - 350 m,超过350 m之后煤矸石堆场对土壤的影响不太明显。土壤重金属污染分析可知,土壤中Zn、Cu和Pb处于轻度污染,Cr、Hg和As处于重度污染状态。     

焦作演马矿矸石山周围土壤重金属污染特征分析

通过对演马矿矸石山周围的表层土壤污染状况进行调查和监测分析,总结出Cd、Cr、Zn、Pb、Cu等重金属元素在矸石堆周围土壤中的分布状况和变化规律.研究表明,演马矿矸石山周围土壤Cd为轻污染;Cr、Zn为中污染,其含量与矸石堆距离呈非线性负相关关系;Pb污染受交通影响波动较大,土壤受Cu污染不明显,均为安全级.     

赣州某稀土冶炼场地重金属污染特征

选取赣州某遗留废弃稀土冶炼厂为研究对象,调查研究场地废水和土壤重金属污染特征,应用单因子指数法和内梅罗综合污染指数法评价其污染状况,并对重金属相关性进行分析。结果表明:稀土冶炼废水中重金属Ni和Hg高于其参比值,土壤中重金属含量均高于背景值。单因子指数法评价结果表明,废水中Ni为重污染到严重污染,Hg为轻污染,各产污节点内梅罗综合污染指数为严重污染。土壤中Hg和Cd的平均单项污染指数为中度污染,其他的平均单项污染指数均为轻微污染,各污染物平均内梅罗综合污染指数达重污染水平。相关性分析结果表明废水中Hg和Ni污染具有同源性,土壤中各重金属元素呈极显著相关和显著相关性,污染主要来自冶炼过程中的扬尘、原料堆放和泄漏。     

内蒙古某尾矿库土壤重金属污染健康风险评价与来源解析

以内蒙古包头市境内某有色金属尾矿库周边表层土壤为研究对象,在尾矿库周边共布设44个土壤样品采集点,检测样品中重金属Cu、Pb、Zn、Cr、Cd含量。采用重金属污染指数、USEPA健康风险评估模型、相关性分析、聚类分析、主成分分析对土壤重金属污染程度、健康风险和土壤重金属来源进行研究。结果表明,五种重金属均值含量都高于河套地区背景值,尤其是Pb、Zn、Cd分别是背景值的3.64、2.36、3.25倍。重金属污染评价结果为研究区以Pb、Zn、Cd污染为主,但污染范围较小。健康风险评估结果为研究区土壤中五种重金属不会对人体造成健康风险。源解析分析结果为土壤中Pb、Zn、Cd含量主要受尾矿渣的影响,Cu、Cr主要受土壤母质影响,其次为交通运输影响。     

伊犁矿区风险点土壤重金属污染特征及生态风险评价

为研究伊犁矿区土壤重金属污染现状,采用原子吸收法测定了4个矿区中Cd、Ni、Pb、Cr、Cu和Zn等6种土壤重金属含量,利用地累积指数法、潜在生态危害指数法对伊犁矿区土壤重金属污染进行评价。结果表明,矿区周边土壤重金属元素污染程度有差异,以土壤环境质量标准为评价依据,4个矿区(13、14、17、87区)土壤重金属总体含量与土壤环境质量标准相接近。运用地累积指数进行评价的结果显示,87区中重金属的污染程度最高的是Cu,4个矿区潜在生态危害程度最高的是Cu。     

西南地区某红土镍尾矿重金属污染特征及潜在生态风险研究

为探究红土镍尾矿对周边环境的潜在风险,以我国西南地区某典型红土镍尾矿为研究对象,采集了尾矿库及周边环境中尾矿、土壤、地表水、底泥及植被共58个样品,分析了该尾矿库的污染特征及周边环境污染风险,为该尾矿库重金属污染治理和修复提供依据。采用电感耦合等离子体光谱仪 (ICP-OES) 测定重金属铜、镍、钴、铬等含量;通过测试尾矿库中各重金属的形态特征,分析其潜在迁移能力。运用潜在生态风险指数分析尾矿库周边土壤的生态风险水平。结果表明：与我国西北、东北地区硫化镍尾矿中重金属Cu、Ni含量较高不同,该红土镍尾矿及其周边土壤中主要重金属为Ni、Co、Cr,Cu含量较小。形态分析结果表明,总体上各元素残渣态占比高于其他形态,但在个别深度上,Co还原态占比高于残渣态,Co潜在迁移能力大于Ni和Cr。库周边土壤及河流底泥中Ni、Co和Cr超标严重,土壤综合潜在生态风险平均值达到了严重污染,表明该镍尾矿库周边土壤已经受到了Ni、Co、Cr等重金属的严重威胁。尾矿库附近植物中重金属含量分析结果表明,部分植物中Ni、Co含量超过了生态土壤筛选值中植物体内重金属含量限值。     

重金属污染评价研究进展

从重金属废水、重金属沉积物和重金属土壤污染三个方面，阐述了重金属污染的不同评价方法及模型。着重比较了各种评价方法的适用范围及优缺点。通过分析比较表明，生物评价法从重金属污染生态效应着手，可解决重金属污染的复杂性和不确定性问题，是重金属污染评价中较理想、有效的方法之一。